חכמת ההנעה של מערכת גלגלים

מאת פיטר הילמן מנהל מוזיאון המדע ע'ש בלומפילד בירושלים

Orchard Park, Pedaling History Bicycle Museum

איך לא נופלים?
כל ילד יודע שכאשר מכונית נעצרת היא לא נופלת. לעומת זה, כשאופניים נעצרים צריך להחזיק בם שלא יפלו. אבל כשרוכבים על האופניים (אם יודעים לרכוב) לא נופלים, כי בזמן הרכיבה, אם נוטים לצד אחד, מיד מטים את הכידון לצד הנגדי ומתייצבים מחדש. כשרוכבי האופניים רוצים לפנות או להסתובב, הם מטים את הגוף והאופניים לכיוון הסיבוב כדי לא ליפול לצד השני. עושים זאת אפילו בלי לחשוב על כך כשכבר יודעים לרכוב. כמה חכמים אנחנו! קיימים אפילו אופניים עם גלגל אחד בלבד, אולם אלה ממש קשים לרכיבה וניתן לראותם בדרך כלל רק בקרקסים.

בלי פדלים
למה בכלל הומצאו אופניים? ובכן, המציאו אופניים כי יותר קל, וגם יותר מהר, לנוע על גלגלים מאשר על רגליים. אילו היה נושאים אותנו ממקום למקום - זה היה נוח מאוד. אולם כשאנחנו צריכים 'לסחוב' את עצמנו, מה עושים כדי להקל על ביצוע המשימה? מתברר, כי למרות שליאונרדו דה וינצ'י הגה את רעיון האופניים לפני חמש מאות שנים, עברו עוד כשלוש מאות שנה עד שבני האדם המציאו משהו עם גלגלים שניתן לשבת עליו ולנוע קדימה. בהתחלה, פשוט ישבו על גלגל עם ציר ודחפו עם הרגליים, כשהן נמצאות על האדמה! לאחר זמן קצר הומצאו הדוושות (פדלים), אשר כל סיבוב שלהן הניע את הגלגל. כך באו לעולם האופניים הראשונים.

אופני 'פני ורבע'

 בין דגמי האופניים הראשונים היה אחד שכלל גלגל קדמי גדול מאוד ואחורי ממש קטן. דגם זה נקרא 'פני ורבע'. שם זה ניתן לאופניים אלה בשל שני מטבעות אנגליים - הפני שהיה מטבע גדול והשני שערכו רבע פני והיה ממש קטנטן. הדוושות היו מחוברות לגלגל הקדמי הגדול וכל סיבוב דוושה של הרוכב האיץ את מהירות ומרחק הרכיבה. אולם השליטה באופניים אלה היתה קשה ורכיבה עליהם מסוכנת, בשל גובה המושב והמרחק הרב שבין הרוכב לקרקע. ואז . . . בשנת 1885 הומצאה שרשרת האופניים. מעתה ואילך - כל סיבוב יחיד של הדוושות הביא למספר סיבובים של הגלגל והאופניים החלו נעים במהירות למרחקים גדולים. בכך החל עידן האופניים המודרניים. הרוכב יכול לשבת בנוחות, הגלגלים מותאמים לגובה הרוכב וההנעה קלה יותר. צורת האופניים לא השתנתה הרבה מאז, אולם, עם הזמן, הם השתכללו. נוספו להם פנסים, פעמון, הילוכים, והחשוב מכל - מעצורים. בפעם הבאה כשתרכבו על אופניים, חישבו מעט על התפתחות הטכנולוגיה אשר קדמה לייצור האופניים שלכם. חישבו על חוזק החומר ממנו הן עשויות, הדינמו, שרשרת ההנעה, אפשרות החלפת ההילוכים, דוושות ההנעה, צמיגי הגומי, חיכוך המעצורים והמדע שמאחורי יציבות הרכיבה.

למתעניינים בהיסטוריה של פיתוח האופניים:
http://www.pedalinghistory.com/default.htm

 
 יוצאים לטייל - התלבושות משתנות עם הזמן, האופניים לא הרבה.